17.ago safira 11.20_209_cesp

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Sistema de Suporte à Decisão para o Despacho Ótimo de Unidades Geradoras das Usinas da CESP

Secundino Soares Filho, Takaaki Ohishi, Makoto Kadowaki, André E. Toscano, João P. F. Estrócio, João E.G. Lopes,

Ivette Luna, Ieda G. Hidalgo, e Rosangela Ballini

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• Desenvolvimento de um sistema de suporte à decisão para a programação da operação das usinas da CESP visando:– Realizar a programação da geração em base horária

através de um modelo de minimização de perdas de produtividade na geração e de custos de partida/parada das unidades geradoras

– Prever vazões futuras em função da precipitação prevista

– Simular a operação hidráulica dos reservatórios– Facilitar o acesso e visualização de dados e resultados

– Proporcionar um ambiente computacional amigável

Motivação

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1. Introdução

3. Metodologia

5. Despacho Ótimo de UG da CESP

7. Conclusões

Estrutura do Trabalho

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• Programação da Operação– Objetivo: Determinar a operação de curtíssimo prazo em base horária das usinas da

CESP– Requisitos:

• Atendimento de uma curva de geração baseada nas metas semanais do PMO• Limites operativos das usinas hidrelétricas• Balanço hídrico dos reservatórios• Função de produção hidrelétrica não linear incluido o rendimento turbina-gerador

• Sistema de Suporte à Decisão– Objetivo: Proporcionar um ambiente computacional que facilite o processo de decisão– Principais componentes:

• Base de dados (cadastrais, unidades geradoras, limites operativos, ...)• Base de modelos (previsor, otimizador, simulador)• Interface amigável

Introdução

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Metodologia

Critério de Otimização: Perda de desempenho na geração

Perda por Elevação do Canal de Fuga

( )min( ) ( )cf tg n np k q q qη θ θ= −

Perda Devido ao Atrito nos Condutos Forçados

( ) nqnqhnqhkp npnptgh /)/()/( min−= η

Perda por Variação de Rendimento do Conjunto Turbina/Gerador

( ) nqhkp nltgtgr /ηη −=

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Metodologia

Critério de perda de desempenho

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Metodologia

Critério de Desempenho:

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Metodologia

( ){ } ( )1

1

,T

p t t pp t t ti i i i i j j

t i I j J

Min c f n p c n n f p−

= ∈ ∈

+ − +

∑ ∑ ∑

1,...,t t ti j

i I j J

p p d t T∈ ∈

+ = =∑ ∑

( )1 ; 1,...,t t t ti i k s sp p s t T k n−− ≤ ∈ =∑

( )max ; 1,...,tk

t t ti i k r r

i R

p p r t T k n∈

− ≥ ∈ =∑

1

Tti i

t

p m i I=

= ∈∑min max ; 1,...,ti i ip p p i G t T≤ ≤ ∈ =

max ; 1,...,min ti i in n n i I t T≤ ≤ ∈ =

Função Objetivo:

Sujeito a:

( )1 ; 1,...,ij ij

i

t tt t t t ti i i j j j i

j M

x x y q v q v i I t Tθ θ− −−

∈

= + + + − − ∈ =∑t máxi iq q≤ mint t

i i iq v u+ ≥ min ; 1,...,t máxi i ix x x i I t T≤ ≤ ∈ =

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Metodologia

Técnica de Solução:

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Despacho Ótimo de UG da CESP

Geração Total das Usinas da CESP:

Usinas Hidrelétricas da CESP:

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Despacho Ótimo de UG da CESP

Geração:

Despacho de Máquinas:

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Despacho Ótimo de UG da CESP

Geração

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Despacho Ótimo de UG da CESP

Geração:

Despacho de Máquinas:

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Despacho Ótimo de UG da CESP

Geração:

Despacho de Máquinas:

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Despacho Ótimo de UG da CESP

Geração:

Despacho de Máquinas:

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Despacho Ótimo de UG da CESP

Perdas Totais

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Despacho Ótimo de UG da CESP

Armazenamentos

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Despacho Ótimo de UG da CESP

Armazenamentos

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Sistema de Suporte - HydroLab

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Sistema de Suporte - HydroLab

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Conclusões

• Foi desenvolvido um sistema de suporte à decisão para a programação da operação das usinas da CESP

• O sistema de suporte facilita o processo de elaboração da programação da operação integrando diferentes modelos de previsão, otimização e simulação

• O modelo de otimização minimiza as perdas de desempenho na geração e o custo de partida/parada das unidades geradoras

• O modelo de simulação avalia a operação hidráulica para vazões previstas

• Infactibilidades na operação hidráulica são eliminadas através de restrições adicionais no modelo de otimização

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